一種開關柜局部放電檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了電網(wǎng)領域的一種開關柜局部放電檢測方法，包括局部放電點初步定位步驟，即通過兩個超高頻傳感器確定開關柜局部放電點的大致位置，局部放電點精確定位步驟，即用多個超聲波傳感器確定開關柜局部放電點的精確位置，局部放電點定相步驟，即用高頻電流傳感器對開關柜局部放電點定相。其技術效果是：有效解決了開關柜局部放電檢測過程中干擾問題，提高檢測結(jié)果的可信度；并能對放電位置精確定位定相，對開關柜局部放電點的定位精確到厘米級，并確定局部放電的類型，極大的方便了工程技術人員掌握開關柜的運行狀況。
【專利說明】—種開關柜局部放電檢測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)領域的一種開關柜局部放電檢測方法。
【背景技術】
[0002]開關柜的絕緣能力是決定開關柜能夠安全穩(wěn)定運行的重要因素。開關柜現(xiàn)場試驗方法的不足和投運的開關柜出現(xiàn)的絕緣故障嚴重威脅著電力系統(tǒng)的安全運行。局部放電檢測是反映開關柜絕緣狀況的有效手段，也是當前研究的熱點。對于開關柜局部放電檢測，目前常用的是聲電波檢測設備，即采用超聲波傳感器和超高頻電流傳感器連接示波器，示波器連接計算機，聲電波檢測設備直接以dB的形式表征局部放電活動的強度，具有操作簡單，規(guī)則明確的特點，深受現(xiàn)場運行人員的歡迎。然而局部放電是微弱的電現(xiàn)象，在檢測過程中極易受到外界干擾的影響，如果不能有效識別出干擾并加以排除，將很難保證局部放電數(shù)據(jù)分析的正確性與有效性。此外，現(xiàn)有的聲電檢測設備的定位功能簡單，只能實現(xiàn)單一放電點情況下開關柜柜體的粗略定位，對于多放電點及開關柜內(nèi)部的精確定位定相都難以實現(xiàn)，這極大地降低了定位的有效性和檢修的效率。為此，拓展研究其它檢測技術在開關柜方面的應用很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種開關柜局部放電檢測方法，其能夠?qū)﹂_關柜局部放電精確定位定相，并準確確定開關柜局部放電的類型。
[0004]實現(xiàn)上述目的的一種技術方案是:一種開關柜局部放電檢測方法，包括下列步驟:
[0005]局部放電點初步定位步驟:在開關柜的三相預制頭的兩端各放置一個超高頻傳感器，接收開關柜局部放電點產(chǎn)生的超高頻電磁信號，并將兩個所述超高頻電磁信號顯示在示波器上，調(diào)整兩個所述超高頻傳感器在所述三相預制頭兩端的位置，使兩個所述超高頻電磁信號在所述示波器上的波形存在時間差，根據(jù)所述的時間差計算開關柜局部放電點的位置；
[0006]局部放電點精確定位步驟:關閉超高頻傳感器，通過位于開關柜柜壁上不同位置的多個超聲波傳感器接收開關柜局部放電點產(chǎn)生的超聲波信號，并將所述超聲波信號轉(zhuǎn)變成為超聲波電信號，顯示在所述示波器上，根據(jù)不同超聲波電信號之間的延時，計算開關柜局部放電點的精確位置；
[0007]局部放電點定相步驟:通過位于三相電纜線的各個單相電纜線屏蔽層上的高頻電流傳感器采集開關柜局部放電點的電流脈沖信號，并將所述電流脈沖信號轉(zhuǎn)換成為電壓脈沖信號顯示在頻譜分析儀上，根據(jù)所述電壓脈沖信號在所述頻譜分析儀上的相位對開關柜局部放電點定相。
[0008]進一步的，局部放電點初步定位步驟中，開關柜局部放電點位置的計算，局部放電點精確定位步驟中開關柜局部放電點精確位置的計算，以及局部放電點定相步驟中開關柜局部放電點的定相均是通過計算機完成的。
[0009]進一步的，所述局部放電點定相步驟中，還在三相電纜線的屏蔽層接地線或鎧裝層接地線上設置高頻電流傳感器，采集開關柜局部放電點的電流脈沖信號，并將所述電流脈沖信號轉(zhuǎn)換成為電壓脈沖信號后顯示在所述頻譜分析儀。
[0010]采用了本發(fā)明的一種開關柜局部放電檢測方法的技術方案，即先用兩個超高頻傳感器確定開關柜局部放電點的大致位置，再用多個超聲波傳感器確定開關柜局部放電點的精確位置，最后用高頻電流傳感器對開關柜局部放電點定相的技術方案。其技術效果是:有效解決了開關柜局部放電檢測過程中干擾問題，提高檢測結(jié)果的可信度；并能對放電位置精確定位定相，對開關柜局部放電點的定位精確到厘米級，并確定判斷局部放電的類型，極大的方便了工程技術人員掌握開關柜的運行狀況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的一種開關柜局部放電方法中采用的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明的一種開關柜局部放電方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0013]請參閱圖1和圖2，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對本發(fā)明的技術方案進行理解，下面通過具體地實施例，并結(jié)合附圖進行詳細地說明:
[0014]請參閱圖1和圖2，本發(fā)明的一種開關柜局部放電檢測方法中所述采用的檢測裝置，包括開關柜I和三相電纜線2，開關柜I包括柜壁11和三相預制頭12，三相電纜線2中的各個單相電纜線與三相預制頭12中的各個單相預制頭對應連接；開關柜局部放電檢測裝置還包括超聲波(AE)傳感器3、高頻電流(HFCT)傳感器4、超高頻(UHF)傳感器5、示波器6、頻譜分析儀7和計算機8。
[0015]其中，超聲波傳感器3位于在開關柜I的柜壁11上，并且是可移動的；超高頻傳感器5位于三相預制頭12的周圍，并且也是可移動的。超聲波傳感器3和超高頻傳感器5均連接示波器6。
[0016]本實施例中，采用的示波器6為TDS680型數(shù)字存儲示波器，以對超高頻傳感器5所采集的超高頻電磁信號和超聲波傳感器3所傳遞過來的超聲波電信號的波形進行實時的存儲、記錄和調(diào)用。超聲波傳感器3和超高頻傳感器5均通過ZigBee網(wǎng)絡與示波器6連接，提高該檢測裝置的使用便捷性。
[0017]高頻電流傳感器4固定在三相電纜線2中各個單相電纜線的屏蔽層上，即三相電纜線2的本體上，也可以固定在三相電纜線2的屏蔽層接地線21上或者鎧裝層接地線22上。所有的高頻電流傳感器4連接頻譜分析儀7。
[0018]示波器6和頻譜分析儀7均通過總線或者Wlan無線網(wǎng)絡與計算機8連接，其中使用Wlan網(wǎng)絡可以實現(xiàn)檢測裝置對開關柜局部放電的遠程監(jiān)控。
[0019]鉗形高頻電流傳感器夾(圖中未顯示)使高頻電流傳感器4通過夾持固定在三相電纜線2的電纜本體，或屏蔽層接地線21，或者鎧裝層接地線22上。高頻電流傳感器4與頻譜分析儀7通過總線或ZigBee網(wǎng)絡連接，其中使用Zigbee網(wǎng)絡，該檢測裝置的使用更為便捷。[0020]本發(fā)明的一種開關柜局部放電檢測方法，包括三個步驟:
[0021]第一步是局部放電點初步定位步驟:當開關柜內(nèi)部發(fā)生局部放電時，放電脈沖的上升沿很陡，沿著局部放電路徑的電流上升時間〈1ns，脈沖寬度多為納秒級，能激勵起IGHz以上的超高頻電磁信號。超高頻電磁信號在空間傳播，通過安裝的開關柜I的三相預制頭12周圍的超高頻(UHF)傳感器5就可以接收超高頻電磁信號。在超高頻電磁信號傳播過程中，對于不同位置的超高頻傳感器5而言，不同超高頻傳感器5接收到超高頻電磁信號的時間是不一樣的。超高頻傳感器5接受到超高頻電磁信號存在時間差。局部放電點初步定位步驟的定位原理是在開關柜I發(fā)生局部放電位置，即三相預制頭12的兩端，圖1中為左右兩端各放置一個超高頻傳感器5，并在示波器6上觀察兩個超高頻傳感器5接收的超高頻電磁信號是否有時間差，有則可以計算開關柜局部放電點的大致位置，沒有則調(diào)整其中任意一個超高頻傳感器5的位置，直到在示波器6上觀察到兩個超高頻電磁信號存在時間差為止。然后計算開關柜局部放電點的位置。開關柜局部放電點的位置的計算是通過計算機8完成的。然而由于受超高頻電磁信號傳播路徑與超高頻傳感器5位置等因素的影響，超高頻電磁信號起始時間往往不能準確辨識，只能進行初步定位，難以實現(xiàn)開關柜局部放電點的精確定位。
[0022]另外一方面，超高頻傳感器5能夠檢測到開關柜局部放電點產(chǎn)生的激發(fā)信號，即超高頻電磁信號，該激發(fā)信號為頻率在UHF頻率段，即300M?3GHz的電磁波，由于通常的干擾信號，其頻率都在300MHz之下，超高頻傳感器5檢測到的超高頻電磁信號具有無可比擬的抗干擾性能，有助于排除局部放電點檢測時所遇到的干擾信號。
[0023]第二步，局部放電點精確定位步驟，關閉超高頻傳感器5打開超聲波傳感器3，隨著開關柜局部放電點局部放電的發(fā)生，伴隨著爆裂狀超聲波信號產(chǎn)生，且向四周介質(zhì)傳播，通過安裝在開關柜I的柜壁11上的超聲波傳感器3接受該超聲波信號，超聲波傳感器3超聲波信號轉(zhuǎn)換為超聲波電信號，顯不在不波器6上。
[0024]超聲波定位是通過測量局部放電產(chǎn)生的超聲波信號傳播到位于開關柜I的柜壁
11上的各個超聲傳感器3，并在示波器6上觀察各個超聲波傳感器3在示波器6上產(chǎn)生超聲波電信號之間的延時，根據(jù)所述延時和超聲波傳播速度，利用空間解析幾何的方法計算開關柜局部放電點的精確位置，實現(xiàn)開關柜局部放電點的精確定位，盡管超聲波在電力設備常用材料介質(zhì)中衰減較大，測量有效范圍較小，但卻能局部放電點的精確定位。
[0025]本發(fā)明的一種開關柜局部放電檢測方法中，先采用超高頻傳感器5對局部放電點行一次定位分析，確定局部放電點的大致范圍，以排除干擾信號以及超聲波信號衰減帶來的不利影響，然后采用超聲波傳感器3進行二次定位分析，實現(xiàn)開關柜局部放電點的精確定位。這樣由于同時檢測開關柜局部放電點產(chǎn)生的超高頻電磁信號和超聲波電信號，因此通過對兩種傳感器檢測到的信號進行分析能更加有效地排除現(xiàn)場干擾，提高局部放電定位精度，并通過超高頻電磁信號和超聲波電信號的波形，確定開關柜局部放電的類型識別的準確性。
[0026]第三步是局部放電點定相步驟，高頻電流傳感器4利用電磁感應耦合原理檢測流向大地的開關柜局部放電點的高頻電流脈沖。將高頻電流脈沖轉(zhuǎn)化為高頻電壓脈沖傳遞給頻譜分析儀7。根據(jù)頻譜分析儀7接收到的高頻電壓脈沖的波形和相位，計算機8可以對開關柜局部放電點進行精確定相定位，以及確定局部放電的類型。本實施例中，頻譜分析儀7為IFR2398型頻譜分析儀，以提高頻譜分析儀7高頻電壓脈沖的精確性。
[0027]因為在三相電纜線2的屏蔽層接地線21和鎧裝層接地線22上也設有高頻電流傳感器4，該高本發(fā)明的一種開關柜局部放電檢測方法既能提取開關柜自身的高頻電流脈沖，又能獲取來自三相電纜線2上的高頻電流脈沖，即位于三相電纜線2上的開關柜局部放電點。
【權利要求】
1.一種開關柜局部放電檢測方法，包括下列步驟: 局部放電點初步定位步驟:在開關柜的三相預制頭的兩端各放置一個超高頻傳感器，接收開關柜局部放電點產(chǎn)生的超高頻電磁信號，并將兩個所述超高頻電磁信號顯示在示波器上，調(diào)整兩個所述超高頻傳感器在所述三相預制頭兩端的位置，使兩個所述超高頻電磁信號在所述示波器上的波形存在時間差，根據(jù)所述的時間差計算開關柜局部放電點的位置； 局部放電點精確定位步驟:關閉超高頻傳感器，通過位于開關柜柜壁上不同位置的多個超聲波傳感器接收開關柜局部放電點產(chǎn)生的超聲波信號，并將所述超聲波信號轉(zhuǎn)變成為超聲波電信號，顯示在所述示波器上，根據(jù)不同超聲波電信號之間的延時，計算開關柜局部放電點的精確位置； 局部放電點定相步驟:通過位于三相電纜線的各個單相電纜線屏蔽層上的高頻電流傳感器采集開關柜局部放電點的電流脈沖信號，并將所述電流脈沖信號轉(zhuǎn)換成為電壓脈沖信號顯示在頻譜分析儀上，根據(jù)所述電壓脈沖信號在所述頻譜分析儀上的相位對開關柜局部放電點定相。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種開關柜局部放電檢測方法，其特征在于:局部放電點初步定位步驟中，開關柜局部放電點位置的計算，局部放電點精確定位步驟中開關柜局部放電點精確位置的計算，以及局部放電點定相步驟中開關柜局部放電點的定相均是通過計算機完成的。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種開關柜局部放電檢測方法，其特征在于:所述局部放電點定相步驟中，還在三相電纜線的屏蔽層接地線或鎧裝層接地線上設置高頻電流傳感器，采集開關柜局部放電點的電流脈沖信號，并將所述電流脈沖信號轉(zhuǎn)換成為電壓脈沖信號后顯示在所述頻譜分析儀。
【文檔編號】G01R31/12GK103558526SQ201310560225
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權日:2013年11月12日
【發(fā)明者】薛明, 殷怡杰, 朱啟揚, 徐力揚, 黃成軍, 郭燦新 申請人:國網(wǎng)上海市電力公司, 上海華乘電氣科技有限公司